[发明专利]一种立体选择性酶催化水解制备(S)-2-苯基丁酸的方法

说明书

本专利介绍了一种采用脂肪酶动力学拆分2‑苯基丁酸对映体的方法。利用脂肪酶高效选择性催化水解外消旋2‑苯基丁酸酯，制备(S)‑2‑苯基丁酸。在反应体系中加入环糊精，大大提高了底物转化率，其ee≥96%。与其他拆分技术相比，该方法反应条件温和，操作简单，对环境污染小，且能获得较高的光学纯度(S)‑2‑苯基丁酸是合成吲哚布芬的关键中间体，为吲哚布芬的制备提供了一种可行的方法。

【技术领域】

本发明属于生物催化技术领域，涉及一种通过脂肪酶立体选择性催化水解外消旋2-苯基丁酸酯，制备光学纯(S)-2-苯基丁酸的方法。

【背景技术】

吲哚布芬是目前唯一可逆、选择性多靶点抗血栓独家新药，具有起效快，胃肠道反应小，使用简单方便，适合长期服用，是动脉硬化引起的缺血性心、脑、外围血管病变和静脉血栓形成疾病、糖尿病微循环病变等抗血栓治疗首选用药，亦是血管外科手术、血液透析时防止血栓形成的理想选择。研究表明，(S)-吲哚布芬的抗血栓活性较(R)-吲哚布芬更显著,使用单一对映体给药可减少药剂用量、减轻机体的代谢负担和降低毒副作用。(S)-2-苯基丁酸是制备吲哚布芬的关键中间体，故手性拆分2-苯基丁酸具有重要的现实意义。

目前获得光学纯手性化合物的方法主要有：手性源合成法，不对称合成法和外消旋体拆分法等。外消旋体拆分法作为一种重要的手性制备方法，得到了广泛的应用，常见的方法包括结晶法、酶或微生物法、色谱法、膜法和手性液-液萃法等，部分已经应用于工业生产(如结晶拆分)。其中结晶拆分法工艺简单、经济方便，但通常只能间歇生产，收率较低。色谱法分离效率高，但费用高、制备规模小。膜法耗能低，可连续操作，但膜的制备条件苛刻且易污染，传质效率较低。手性液-液萃取拆分法设备简单、易实现工业生产，但选择性较低，有机溶剂易污染环境。相比上述拆分方法，微生物法利用酶的活性中心不对称结构识别消旋体，在一定条件下，酶只催化消旋体中的一个对映体发生反应，从而实现两个对映体拆分。其立体选择性强、反应条件温和、操作简便、副反应少、产率高，可大规模生产，且不会造成污染，大大降低了化工污染对人类生活的影响，符合绿色环保的可持续发展理论，有较好的发展前景。

本发明利用脂肪酶较高的的催化活性和立体选择性，在缓冲溶液体系中催化水解外消旋底物2-苯基丁酸酯。由于底物酯在缓冲溶液中溶解度极小，在体系中加入了环糊精衍生物。环糊精衍生物具有特殊的外亲水内疏水的空腔结构，对疏水性芳香物质有很好的包结作用。环糊精包结2-苯基丁酸酯可增加其在反应体系中的溶解度，显著提高转化率。环糊精包结2-苯基丁酸酯反应式如式1：

环糊精衍生物还具有廉价易得，无毒无害和生物相容性好等优势。本发明提供的方法反应条件温和，操作简单，对环境污染小，且能达到光学纯度96％以上，为获得高光学纯(S)-2苯基丁酸提供了一种可行的方法。

【发明内容】

本发明的目的是针对现有技术拆分2-苯基丁酸光学纯度低、操作复杂、成本高、污染环境等问题，提出一种脂肪酶催化水解拆分2-苯基丁酸酯，获得高光学纯度(S)-2苯基丁酸的方法。

本发明采用的技术方案是：以缓冲溶液作为反应介质，以式(Ⅱ)所示的外消旋酯为反应底物，加入一定量的脂肪酶，一定浓度的β-环糊精衍生物，在一定温度下，于封闭体系中搅拌、加热反应一定时间，反应结束后，取一定量的样品通过高效液相色谱仪对产物进行定性和定量检测，并计算产物光学纯度和底物转化率。其反应方程式如式2：